Электрон застигли в прыжке между атомами
Группе физиков из университета Гамбурга удалось отследить переход электрона от одного атома к другому в ходе химической реакции. Переход занял 320 квинтиллионных долей секунды (0,000 000 000 000 000 320), или аттосекунд. Наблюдение, по словам ученого Александра Фелиша (Alexander Fohlisch), поможет в создании новых катализаторов и даже cпинтронных компьютеров, данные в которых хранятся в виде состояний спинов электронов.
Ранее исследователям удавалось измерить даже более быстрые процессы, такие, как движение электрона внутри одного атома. "Электрону атома водорода требуется всего 150 аттосекунд, чтобы сделать оборот вокруг ядра", - говорит Александр Фёлиш. Но переход из одного атома к соседнему до сих пор наблюдать не удавалось. Для фиксирования электронов используются короткие вспышки лазера.
Наблюдать за движением электронов сложно, поскольку они, по большому счету, не являются едиными объектами, а имеют дуалистическую природу частицы и волны. Химики говорят, что они существуют в облаках вероятности, и движение этих облаков между атомами и было отслежено. Для этого группа использовала рентгеновское излучение, которое увеличило энергию электрона, близкого к ядру атома серы. Электрон подтолкнуло в сторону поверхности рутения, в то время как остальные электроны в атоме серы вращались вокруг ядра. Наблюдая поглощение рентгеновского излучения, исследователи отследили время перехода облака вероятности электрона из серы в рутений. Сера была выбрана из-за своего свойства "засорять" катализаторы, основанные на металлах наподобие рутения.
Для предсказания эксперимента ученые использовали компьютерное моделирование. "Изучение движения электрона в реальном времени, в свою очередь, поможет улучшить компьютерную модель, при помощи которой будут разработаны лучшие катализаторы", - сказал Найт. Ученые использовали поляризованную рентгеновскую волну чтобы возбудить электрон, вращающийся в определенном направлении. Фёлиш считает, что электроны с разными спинами будут двигаться через магнитные материалы с разными скоростями. Высчитав эти скорости, ученые могут создать "спинотронный" компьютер, в котором данные будут храниться в виде состояния спина электронов. Процессоры на базе этого свойства станут компактнее и быстрее, пишет Nature.
Ранее исследователям удавалось измерить даже более быстрые процессы, такие, как движение электрона внутри одного атома. "Электрону атома водорода требуется всего 150 аттосекунд, чтобы сделать оборот вокруг ядра", - говорит Александр Фёлиш. Но переход из одного атома к соседнему до сих пор наблюдать не удавалось. Для фиксирования электронов используются короткие вспышки лазера.
Наблюдать за движением электронов сложно, поскольку они, по большому счету, не являются едиными объектами, а имеют дуалистическую природу частицы и волны. Химики говорят, что они существуют в облаках вероятности, и движение этих облаков между атомами и было отслежено. Для этого группа использовала рентгеновское излучение, которое увеличило энергию электрона, близкого к ядру атома серы. Электрон подтолкнуло в сторону поверхности рутения, в то время как остальные электроны в атоме серы вращались вокруг ядра. Наблюдая поглощение рентгеновского излучения, исследователи отследили время перехода облака вероятности электрона из серы в рутений. Сера была выбрана из-за своего свойства "засорять" катализаторы, основанные на металлах наподобие рутения.
Для предсказания эксперимента ученые использовали компьютерное моделирование. "Изучение движения электрона в реальном времени, в свою очередь, поможет улучшить компьютерную модель, при помощи которой будут разработаны лучшие катализаторы", - сказал Найт. Ученые использовали поляризованную рентгеновскую волну чтобы возбудить электрон, вращающийся в определенном направлении. Фёлиш считает, что электроны с разными спинами будут двигаться через магнитные материалы с разными скоростями. Высчитав эти скорости, ученые могут создать "спинотронный" компьютер, в котором данные будут храниться в виде состояния спина электронов. Процессоры на базе этого свойства станут компактнее и быстрее, пишет Nature.
Ещё новости по теме:
18:20